Baterias de Chumbo Ácido

Tudo começou com as baterias de chumbo ácido (lead-acid), que são compostas por um conjunto de placas de chumbo e placas de dióxido de chumbo, mergulhadas numa solução de ácido sulfúrico e água. Elas são uma tecnologia com 150 anos de idade (foram inventadas em 1859 por Gaston Planté, um físico Francês) que, apesar dos refinamentos, continua sendo utilizada sem muitas modificações até os dias de hoje.

O uso mais comum são os carros e outros veículos, mas mesmo dentro da área de informática elas são muito usadas nos nobreaks e em outros dispositivos onde o peso não é um grande problema. Neste caso, temos sempre baterias seladas, que não precisam de manutenção.

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Dentro da bateria ocorre uma reação controlada, onde o ácido sulfúrico lentamente corrói as placas de chumbo, gerando sulfato de chumbo, água e elétrons livres como subproduto. É daí que surge a eletricidade fornecida pela bateria. Quando a bateria é carregada, os elétrons são devolvidos, fazendo com que o sulfato de chumbo e a água transformem-se novamente em chumbo e ácido sulfúrico, devolvendo a bateria a seu estado original.

Cada uma das células de uma bateria de chumbo ácido provê 2.1 volts. Para atingir os 12V, é preciso juntar 6 células. Na verdade, a tensão da bateria oscila entre 12.8V (quando completamente carregada) e 11.8V (quando descarregada). Existem também baterias menores (como as usadas em luzes de emergência), que possuem apenas 3 células e, consequentemente, fornecem apenas 6V.

As baterias de chumbo ácido são o tipo menos eficiente de bateria, com a pior relação peso/energia, mas em compensação é a tecnologia mais barata, já que o chumbo é um dos metais mais baratos, o processo de fabricação é simples e a maior parte da matéria prima é obtida através da reciclagem de baterias usadas. Outro ponto positivo é que elas são bastante duráveis e não possuem efeito memória, resistindo a um número muito grande de ciclos de carga e descarga.

Por estranho que possa parecer, baterias de chumbo ácido chegaram a ser utilizadas nos primeiros notebooks. Na época, “portátil” era qualquer coisa com menos de 12 kg, de forma que o peso da bateria de chumbo ácido entrava no orçamento. Um dos últimos desta safra foi o Mac Portable, lançado pela Apple em 1990. Ele pesava 7 kg, mas em compensação tinha até 10 horas de autonomia (e sem efeito memória):

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Mac Portable, um dos poucos portáteis a utilizar uma bateria de chumbo ácido

Embora venham perdendo espaço para tecnologias mais modernas, as baterias de chumbo ácido podem ter uma revanche com a tecnologia lead-acid/carbon (também chamada de PbC), onde o chumbo no eletrodo negativo é substituído por um composto de carbono ativado, o mesmo material que é usado na construção de supercapacitores.

Embora ofereçam uma densidade energética um pouco melhor, as baterias PbC ainda ficam longe de serem tão leves quanto as baterias Li-Ion. Entretanto, elas oferecem a vantagem de suportarem um número muito maior de ciclos de recarga (1600 ou mais) e de não se deteriorarem ao serem completamente descarregadas.

Por serem uma evolução das baterias de chumbo ácido atuais, as PbC podem se tornar baratas caso produzidas em grande escala, o que as torna uma esperança para o uso em carros híbridos e também para nobreaks e outros dispositivos estacionários. O maior obstáculo é o fato de esta ser uma tecnologia proprietária, desenvolvida pela Axion Power (axionpower.com), o que limita a possibilidade de adoção por parte de outros fabricantes.

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